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Tensión de iones de litio
Esta caja metálica sostiene una larga espiral compuesta por tres finas láminas prensadas entre sí:En el interior de la caja estas láminas están sumergidas en un disolvente orgánico que actúa como electrolito. El separador es una hoja muy fina de plástico microperforado. El electrodo positivo está hecho de óxido de cobalto y litio, o LiCoO2. El electrodo negativo es de carbono. Cuando la batería se carga, los iones de litio se mueven a través del electrolito desde el electrodo positivo al negativo y se adhieren al carbono. Durante la descarga, los iones de litio vuelven al LiCoO2 desde el carbono.
El movimiento de estos iones de litio se produce a un voltaje bastante alto, por lo que cada célula produce 3,7 voltios. Esto es mucho más alto que los 1,5 voltios típicos de una pila alcalina AA normal que se compra en el supermercado y ayuda a que las pilas de iones de litio sean más compactas en dispositivos pequeños como los teléfonos móviles. Ver Cómo funcionan las pilas para conocer los detalles de las diferentes químicas de las pilas.Veremos cómo prolongar la vida de una pila de iones de litio y exploraremos por qué pueden explotar a continuación.AdvertisementVida y muerte de las pilas de iones de litio
Célula de litio
Una pila está formada por un ánodo, un cátodo, un separador, un electrolito y dos colectores de corriente (positivo y negativo). El ánodo y el cátodo almacenan el litio. El electrolito transporta los iones de litio cargados positivamente del ánodo al cátodo y viceversa a través del separador. El movimiento de los iones de litio crea electrones libres en el ánodo que crean una carga en el colector de corriente positiva. A continuación, la corriente eléctrica fluye desde el colector de corriente a través de un dispositivo alimentado (teléfono móvil, ordenador, etc.) hasta el colector de corriente negativo. El separador bloquea el flujo de electrones dentro de la batería.
Mientras la batería se descarga y proporciona corriente eléctrica, el ánodo libera iones de litio hacia el cátodo, generando un flujo de electrones de un lado a otro. Al conectar el dispositivo, ocurre lo contrario: Los iones de litio son liberados por el cátodo y recibidos por el ánodo.
¿Por qué se utiliza el litio en las pilas?
Una batería de iones de litio (Li-ion) es una tecnología avanzada de baterías que utiliza iones de litio como componente clave de su electroquímica. Durante un ciclo de descarga, los átomos de litio del ánodo se ionizan y se separan de sus electrones. Los iones de litio salen del ánodo y atraviesan el electrolito hasta llegar al cátodo, donde se recombinan con sus electrones y se neutralizan eléctricamente. Los iones de litio son lo suficientemente pequeños como para poder moverse a través de un separador micropermeable entre el ánodo y el cátodo. En parte debido al pequeño tamaño del litio (sólo superado por el hidrógeno y el helio), las baterías de iones de litio son capaces de tener un voltaje y un almacenamiento de carga muy altos por unidad de masa y de volumen.
Las baterías de iones de litio pueden utilizar diferentes materiales como electrodos. La combinación más común es la de óxido de cobalto de litio (cátodo) y grafito (ánodo), que es la que se encuentra más comúnmente en los dispositivos electrónicos portátiles, como los teléfonos móviles y los ordenadores portátiles. Otros materiales del cátodo son el óxido de manganeso de litio (utilizado en los automóviles eléctricos e híbridos) y el fosfato de hierro de litio. Las baterías de iones de litio suelen utilizar éter (una clase de compuestos orgánicos) como electrolito.
Reciclaje de baterías de iones de litio
El futuro de la descarbonización depende, entre otros factores, de un almacenamiento eficaz de la energía, ya sea a pequeña escala en, por ejemplo, un coche eléctrico, o a gran escala en la red de distribución. Aquí es donde entran en juego las baterías de iones de litio, actualmente las más competitivas. A continuación, analizamos sus componentes, su funcionamiento, sus ventajas y su papel en un futuro sostenible.
Tus auriculares inalámbricos, tu teléfono móvil, tu reloj inteligente, tu instalación de paneles solares o tu coche eléctrico no habrían sido posibles hace apenas un par de décadas. Esta revolución se ha producido gracias, entre otras cosas, a las baterías de iones de litio. Estas baterías son capaces de almacenar más energía en menos espacio que otras y, por tanto, serán clave en el futuro del almacenamiento de energía ante los retos del cambio climático, que incluyen la descarbonización y las energías renovables.
El coste de las baterías de iones de litio ha bajado un 85 % desde 2010 y se espera que siga bajando en la próxima década. Según Rory McCarthy, analista de almacenamiento de energía de Wood Mackenzie, “el litio-ion tiene una ventaja significativa sobre otras tecnologías de almacenamiento alternativas, y es la economía de escala”. En otras palabras, su progresiva adopción está haciendo bajar los costes.